JP2010030302A - Edge laminated roll goods - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、広義にはラミネートシート素材に関する。詳しくは、本発明は縁で貼り合わせたロール物品に関する。 The present invention relates generally to a laminate sheet material. Specifically, the present invention relates to a roll article bonded with an edge.
ロール物品は公知である。ロール物品は、通例、それ自体で巻き取るか或いは円筒形の芯に巻き取った比較的長い材料シートとしてユーザに提供される。最終製品又は中間製品への加工中に、ロール物品のシート材料は巻き戻され、以降のプロセスで必要とされる長さに切断される。 Roll articles are known. Roll articles are typically provided to the user as a relatively long sheet of material that is wound up on its own or wound around a cylindrical core. During processing into a final or intermediate product, the sheet material of the roll article is unwound and cut to the length required in subsequent processes.
かかる最終製品の一例は流体用のカートリッジフィルタである。カートリッジフィルタはプリーツフィルタ媒体エレメントを含むことがある。フィルタ媒体は、2以上の材料層のラミネートであることがある。材料層の1つは延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)膜で、これを布基材(不織布又は織布)に貼り合わせたものがある。ePTFE膜は流体濾過用途で多くの利点をもたらし、かかる用途での使用に極めて望ましい。 An example of such a final product is a fluid cartridge filter. The cartridge filter may include a pleated filter media element. The filter media may be a laminate of two or more material layers. One of the material layers is an expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) film, which is bonded to a cloth substrate (nonwoven fabric or woven fabric). ePTFE membranes offer many advantages in fluid filtration applications and are highly desirable for use in such applications.
ePTFE膜は比較的脆く、取扱い及び加工が困難である。取扱い及び加工を容易にするため、一般にラミネートが必要とされる。しかし、貼合せによって利用可能な流路面積が通例減少してしまう。 ePTFE membranes are relatively fragile and difficult to handle and process. Laminates are generally required for ease of handling and processing. However, the available channel area is usually reduced by the bonding.
そこで、ロール物品の流路面積に有害な影響を与えずに取扱い及び加工できる多層ロール物品を提供する必要性が存在する。 Thus, there is a need to provide a multilayer roll article that can be handled and processed without adversely affecting the flow path area of the roll article.
一態様に係るラミネート物品は、第1の幅を有する第1の材料ウェブを含む。第2の材料ウェブは第1の幅と実質的に等しい第2の幅を有する。第2のウェブは第1のウェブと同じ範囲に延在する。第2のウェブは、側部で第1のウェブに貼り合わされる。貼り合わせた側部の横に透過性の非貼合せ部が延在している。貼り合わせた側部の幅は第1の幅の1/2未満である。 A laminate article according to one aspect includes a first material web having a first width. The second material web has a second width that is substantially equal to the first width. The second web extends in the same range as the first web. The second web is bonded to the first web at the side. A transparent non-bonding portion extends beside the bonded side portions. The width of the bonded side portions is less than ½ of the first width.
あるラミネート物品は、第1の幅を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)からなる第1の層を含む。メルトブローエチレンクロロトリフルオロエチレン布からなる第2の層は、第1の幅と実質的に等しい幅を有する。第1の層は第2の層と同じ範囲に延在する。第1の層は、両側の側部で第2の層に連続的に貼り合わされる。貼り合わせた側部の間には透過性の非貼合せ部が延在している。各々の貼り合わせた側部の幅は第1の幅の1/2未満である。 One laminate article includes a first layer of expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) having a first width. The second layer of meltblown ethylene chlorotrifluoroethylene fabric has a width substantially equal to the first width. The first layer extends in the same range as the second layer. The first layer is continuously bonded to the second layer at the sides on both sides. A permeable non-bonding portion extends between the bonded side portions. The width of each bonded side portion is less than ½ of the first width.
別の態様はシート材料のラミネート方法である。本方法は、第1の幅を有する第1の材料ウェブを用意する段階を含む。第1の幅と実質的に等しい第2の幅を有する第2の材料ウェブを用意する。第2の層を両側の側部で第1の層に連続的に貼り合わせる。貼り合わせた側部の間には透過性の非貼合せ部が延在している。貼り合わせた側部の幅は各々第1の幅の1/2未満である。 Another embodiment is a method for laminating sheet materials. The method includes providing a first material web having a first width. A second material web is provided having a second width substantially equal to the first width. The second layer is continuously bonded to the first layer on both sides. A permeable non-bonding portion extends between the bonded side portions. The widths of the bonded side portions are each less than ½ of the first width.
本発明の上記その他の特徴、態様及び利点については、添付の図面と併せて以下の説明を参照することによって理解を深めることができよう。
濾過媒体は、大抵の場合、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)膜のような1以上の材料層を含んでいるが、これは比較的脆く、下流の加工プロセスでの取扱い及び加工が困難である。かかる濾過媒体を使用する製品の一例はカートリッジフィルタである。ePTFE膜は、不織布又は織布基材に貼り合わされる。しかし、貼合せ法は濾過媒体の流体透過性を低下させてしまう。今回、下流プロセスで容易に取り扱うことができるラミネートの流体透過性を最大限にするため、少なくとも一方の外側縁を貼り合わせた多層ロール物品製品を開発した。ロール物品の残部は、その部分を通して最大流量又は流体透過性を得るために貼り合わせていない。 Filtration media often includes one or more layers of material such as expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) membranes, which are relatively brittle and difficult to handle and process in downstream processing processes. . An example of a product that uses such a filtration medium is a cartridge filter. The ePTFE membrane is bonded to a nonwoven fabric or a woven fabric substrate. However, the laminating method reduces the fluid permeability of the filtration medium. In order to maximize the fluid permeability of laminates that can be easily handled in downstream processes, we have developed a multilayer roll article product with at least one outer edge bonded. The remainder of the roll article is not bonded to obtain maximum flow rate or fluid permeability through that portion.
本発明の一態様では、少なくとも一方の縁22又は24、好ましくは最も外側の両縁22及び24で貼り合わせた多層ラミネート物品20(図1)を提供する。かかるラミネート物品20は、最も外側の両縁22及び24の間に位置する比較的大きな流路面積を有する濾過媒体としての容易に取扱い及び加工することができる。
In one aspect of the invention, a multilayer laminate article 20 (FIG. 1) is provided that is bonded at least one
ラミネート物品20は、第1の幅Wを有する第1の材料層又はウェブ42を含む。ラミネート物品20は、第1の幅Wと実質的に等しい第2の幅を有する第2の材料層又はウェブ44も含む。第1のウェブ42は第2のウェブ44上に位置し、第2のウェブと同じ範囲に延在する。第2のウェブ44は、好ましくは両側の側部又は最も外側の縁22及び24で第1のウェブ42に連続的に貼り合わされる。明らかであろうが、貼合せ縁部22及び24は非連続的な方法でも形成できる。貼り合わせた側部の間には透過性の非貼合せ部46が延在している。2枚のウェブ42及び44のみで構成されたラミネート物品20を図示したが、ラミネート物品に適宜任意の数のウェブ又は層を組み込むことができるのは自明であろう。
The
「ウェブ」、「ラミネート物品」及び「ロール物品」という用語は、幅Wと直角の方向に延びる長さLを有するシート材料を意味する。長さLは幅Wよりも実質的に長い。例えば、幅W10.5〜26インチ、長さL100ヤード以上としてもよい。 The terms “web”, “laminate article” and “roll article” mean a sheet material having a length L extending in a direction perpendicular to the width W. The length L is substantially longer than the width W. For example, it is good also as width W10.5-26 inches and length L100 yards or more.
ラミネート物品20の第1のウェブ42は、濾過基材に適した任意の材料(例えば、メルトブローエチレンクロロトリフルオロエチレン不織布)から製造される。使用できる他の好適な材料の例は、スパンボンド、スパンレース、ドライレイド又はサーマルボンド熱可塑性樹脂のような不織布、例えばメルトブロー法で得られるポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン又はナイロンなどである。ラミネート物品20は、第1の材料ウェブ42と第2の材料ウェブ44をラミネート物品の全長Lにわたり両側縁部22及び24で貼り合わせたものである。貼合せ縁部22及び24は、好ましくは実質的にラミネート物品20の全長Lにわたって連続的に延在している。
The
好ましくは貼合せは図2に示すように熱圧着法で行われるが、超音波、RF、レーザ及び接着剤のような任意の適当な貼合せ法を使用し得る。ラミネート物品20は、第1の材料ウェブ42と第2の材料ウェブ44を、各貼合せウェブのそれぞれの最も外側の側縁で連続的に貼り合わせたものである。貼り合わせた側部22及び24のそれぞれの幅E1及びE2は第1の幅Wの1/2未満、好ましくは第1の幅の25%未満であり、さらに好ましくは第1の幅の約15%未満である。非貼合せ部46は比較的高い流量又は透過性を有し、濾過媒体としての使用に非常に適している。非貼合せ部46は、好適にはフィルタカートリッジ用のプリーツ濾過媒体に形成できる。
Preferably, the bonding is performed by thermocompression bonding as shown in FIG. 2, but any suitable bonding method such as ultrasonic, RF, laser and adhesive may be used. The
ラミネート物品20の第2のウェブ44は、好ましくはミクロ多孔質膜の形態である。ミクロ多孔質膜は、好ましくは延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)のような材料から製造される。第2のウェブ44は、任意の適当な材料、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテル、アクリル系及びメタクリル系ポリマー、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルホン並びにこれらの混合物から製造し得る。
The
ePTFE膜は、通例、公知のように複数のノードがフィブリルで相互に連結してミクロポーラスな格子型構造を形成している。ミクロ多孔質ePTFE膜の細孔に関する好適な平均孔径は0.001〜10μm、好ましくは0.005〜5.0μmの範囲内にある。通例、ミクロ多孔質膜の多孔度(膜の体積に占める開放空間の百分率)は約50〜約98%である。大抵の場合、多くの濾過用途に適するラミネート物品20のミクロ多孔質膜の多孔度は約70〜約95%、好ましくは約80〜約95%の範囲内にある。ミクロ多孔質膜は、「官能化」によって親水性とし、液体濾過用途に極めて適したものとすることができる。
In the ePTFE membrane, as is generally known, a plurality of nodes are interconnected by fibrils to form a microporous lattice structure. A suitable average pore size for the pores of the microporous ePTFE membrane is in the range of 0.001 to 10 μm, preferably 0.005 to 5.0 μm. Typically, the porosity of a microporous membrane (percentage of open space in the membrane volume) is about 50 to about 98%. In most cases, the porosity of the microporous membrane of
一態様に係るラミネート物品20を、メルトブロー基材からなる第1のウェブ42とePTFE膜からなる第2のウェブ44から製造した。メルトブロー基材は、Monadnock社からHalar(登録商標)という商品名で市販されている100g/cm2のエチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE)不織布から製造した。第2のウェブ44のePTFE膜は0.2μmの平均孔径を有していた。ラミネート物品20は、液体フィルタカートリッジへと加工するのに非常に適している。
A
ラミネート物品20は、所望の完成品サイズに応じて約10.5〜約12インチの幅Wを有し得る。貼合せ縁部22及び24の幅E1及びE2は、好ましくは約1/2インチ〜約1インチの範囲内にあるが、どのような適当な幅であってもよい。第2のウェブ44のePTFE膜は、縁部22及び24で第1のウェブ42のメルトブロー基材に連続的に貼り合わされる。かくして、例えばラミネート物品をフィルタカートリッジ用のプリーツ濾過媒体へと加工する作業で加工できる構造を有しつつ、非貼合せ部46を通してラミネート物品20の最大流体透過性が得られる。
図3に示す態様では、ラミネート物品20aは第1のウェブ42aのメルトブロー基材を有する。第2のウェブ44aのePTFE膜は、貼合せ縁部22aで第1のウェブ42aのメルトブロー基材に接着剤で連続的に貼り合わされる。最大流路面積を得るため、縁部22aの横方向内側にはやはり透過性の非貼合せ部46aが延在している。ラミネート物品20aの縁部22aのみが接着剤で貼り合わせているように図示されているが、縁部24a(図示せず)も接着剤で貼合せできることは自明であろう。ラミネート物品20aは約10.5〜約12インチの幅Wを有し得る。貼合せ縁部22a及び24aの幅E1及びE2は、好ましくは約1/2インチ〜1インチであるが、どのような適当な幅であってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
図4に示す態様では、ラミネート物品20aは第1のウェブ42bのメルトブロー基材を有する。第2のウェブ44bのePTFE膜は貼合せ縁部22bで第1のウェブ42bのメルトブロー基材に適当な手段で連続的に貼り合わされ、貼合せ縁部の横方向外側に比較的小さな非貼合せ外側部62が存在する。最大流路面積を得るため、縁部22bの横方向内側にはやはり透過性の非貼合せ部46bが延在している。縁部22bのみが貼り合わせているように図示されているが、縁部24b(図示せず)も比較的小さい非貼合せ外側部を横方向外側に設けながら貼合せできることは自明であろう。ラミネート物品20bは約10.5〜約12インチの幅Wを有し得る。貼合せ縁部22b及び24bの幅E1及びE2は、好ましくは約0.375〜約0.75インチであるが、どのような適当な幅であってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 4, the
図5に示す本発明の別の態様では、第1のウェブ42及び第2のウェブ44をロール80及び82で熱圧着することによってラミネート物品20を製造する。下方のロール80は非加熱ロール又はチルドロールでよく、ラミネート物品20の貼合せ側縁部22及び24の幅とほぼ等しい幅をもつ隆起部120を有する。上方のロール82は平滑な外面を有し、第1のウェブ42を構成する材料の溶融温度又はガラス転移温度に応じた貼合せ温度(例えば、メルトブロー基材に対しては460°F)へと昇温させることができる。ロール80及び82は、第1のウェブ42と第2のウェブ44との適切なラミネーションを達成するのに十分なロール間滞留時間が担保される速度で、それらの長手方向中心軸を中心として回転可能である。
In another embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the
第1のウェブ42は、ロール102からラミネートロール80及び82間の位置に供給される。第2のウェブ44は、ロール104からラミネートロール80及び82間の同じ位置に供給される。下方のロール80上の1対の隆起部120(図6)が第2のウェブ44の1対の部分と係合して、それらを上方のロール82で支持された第1のウェブ42に押し付ける。第2のウェブ44と係合する第1のウェブ42の1対の部分は、上方の加熱ロール82との緊密な接触により第2のウェブに融着して貼合せ縁部22及び24を形成する。貼合せ縁部22及び24の間には、透過性の非貼合せ部46が横断している。次いで、ラミネート物品20は、下流のプロセスで使用することのできるロール106として巻き取られる。
The
一態様に係る図6のロール80は、金属製の中空円筒であり、例えば、耐熱ゴムコーティングが設けられた鋼製のものが挙げられる。ロール80は、ロール80の全周にわたって延在する1対の金属製隆起部120を有する。隆起部120の最も外側の縁端同士は、ラミネート物品20の幅Wと実質的に等しい距離だけ離隔している。隆起部120は、ラミネート物品20の貼合せ縁部22及び24の幅E1及びE2と実質的に等しいか或いはそれよりわずかに大きい幅も有している。
The
別の態様に係る図7のロール80aは、金属(例えば鋼)製の中空円筒である。ロール80aは、ロール80aの全周に耐熱テープ(例えば、ガラス繊維強化テープ)を巻き付けてできる1対の隆起部120aを有する。ロール80aは、ロール80aの全周に耐熱材料(例えば、Nomex(登録商標)スパンレース)を巻き付けてできる1対の断熱材122も有している。断熱材122は、それぞれの隆起部120aの軸方向に沿って外側に配設されている。隆起部120aの最も外側の縁端同士は、ラミネート物品20の幅Wと実質的に等しい距離だけ離隔している。隆起部120aは、ラミネート物品20の貼合せ縁部22及び24の幅E1及びE2と実質的に等しいか或いはそれよりわずかに大きいそれぞれの幅も有している。
7 according to another embodiment is a hollow cylinder made of metal (for example, steel). The
別の態様に係るラミネート物品20cを図8及び図9に示す。ラミネート物品20cは、上述のラミネート物品20に構造的に類似している。ラミネート物品20cは、第1の幅Wを有する第1の材料ウェブ42cを含む。ラミネート物品20cは、第1の幅Wと実質的に等しい第2の幅を有する第2の材料ウェブ44cも含んでいる。第1のウェブ42cは第2のウェブ44c上に位置し、それと同じ範囲に延在する。第2のウェブ44cは、両側の側部又は最も外側の縁22c及び24cで第1のウェブ42cに連続的に貼り合わされる。貼り合わせた側部の間には非貼合せ部46cが延在している。
A
ラミネート物品20cは、ラミネート物品の全長Lに延在して非貼合せ部46cを分断又は分割する中間貼合せ部26cも含んでいる。中間貼合せ部26cは、好ましくは第1のウェブ42cと第2のウェブ44cとの間の連続的な貼合せ部である。中間貼合せ部26cは、貼り合わせた側部22c及び24cのそれぞれの幅E1及びE2より小さい幅E3を有し得る。
The
別の態様に係るラミネート物品20dを図10〜図12に示す。ラミネート物品20dは、上述のラミネート物品20に構造的に類似している。ラミネート物品20dは、第1の幅Wを有する第1の材料ウェブ42dを含む。ラミネート物品20dは、第1の幅Wと実質的に等しい第2の幅を有する第2の材料ウェブ44dを含む。第1のウェブ42dは第2のウェブ44d上に位置し、それと同じ範囲に延在する。第2のウェブ44dは、両側の側部又は最も外側の縁22d及び24dで第1のウェブ42dに連続的に貼り合わされる。貼り合わせた側部の間には非貼合せ部46dが延在している。
A
ラミネート物品20dは、ラミネート物品の全長Lにわたって延在して非貼合せ部46dを分断又は分割する中間貼合せ部26dを含む。中間貼合せ部26dは、好ましくは第1のウェブ42dと第2のウェブ44dとの間に非貼合せ部と貼合せ部とが交互に配列されている。中間貼合せ部26dは、例えばスポット溶着又は不連続ストリップの形態の貼合せなど、適当な貼合せ法で形成できる。ラミネート物品20dの中心線に対して追加の中間貼合せ部26dを設けると、比較的幅広いロール物品を容易に取扱うことができるようになる。中間貼合せ部26dはラミネート物品20dの中心線に沿って配置できるが、これはラミネート物品をスリットするための位置決め用又は案内用インジケータとなり得るし、或いはラミネート物品のプロセス取扱い時の安定性を得るための増強結合機構としても役立ち得る。
The
本明細書を通して具体的な用語を用いている。かかる具体的な用語は例示及び説明のためのものにすぎず、限定を目的としたものではない。 Specific terms are used throughout this specification. Such specific terms are merely for purposes of illustration and description, and are not intended to be limiting.
以上、1以上の態様に関して本発明を説明してきた。本発明は開示された態様に限定されるべきでない。添付される特許請求の範囲内には修正例及びその他の態様も包含されるものとする。 The invention has been described with reference to one or more aspects. The invention should not be limited to the disclosed embodiments. Modifications and other aspects are intended to be included within the scope of the appended claims.
20 ラミネート物品
22 貼り合わせた側部
24 貼り合わせた側部
26 中間貼合せ部
42 第1のウェブ
44 第2のウェブ
46 非貼合せ部
W 第1の幅
20
Claims (9)
第1の幅(W)と実質的に等しい幅を有しかつ第1のウェブ(42)と同じ範囲に延在する第2の材料ウェブ(44)であって、側部(22,24)で第1のウェブに貼り合わせた第2の材料ウェブ(44)と、
貼り合わせた側部(22,24)の横に延在する透過性の非貼合せ部(46)と
を含んでなり、貼り合わせた側部(22,24)の幅が第1の幅(W)の1/2未満である、ラミネート物品(20)。 A first material web (42) having a first width (W);
A second material web (44) having a width substantially equal to the first width (W) and extending in the same range as the first web (42), the sides (22, 24) A second material web (44) laminated to the first web at
A transparent non-bonding portion (46) extending beside the bonded side portions (22, 24), and the width of the bonded side portions (22, 24) is a first width ( Laminated article (20) which is less than half of W).
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